尾礦輸送用耐磨管道的選擇

尾礦管是有色金屬選礦和黑色金屬選礦排出的尾礦漿,需輸送到尾礦庫存放,目前國內主流的輸送方式是采用尾礦管進行輸送。由于尾礦輸送過程中對耐磨管道的磨損相當大。目前尾礦輸送中主要使用耐磨管道有超高分子量聚乙烯管、鋼管、高密度聚乙烯管(HDPE)、陶瓷復合管、鋼絲網骨架聚乙烯復合管等。

一、超高分子量聚乙烯耐磨管
        超高分子量聚乙烯是由乙烯、丁二烯單體在催化劑的作用下,聚合而成的平均分子量大于200 萬的熱塑性工程塑。根據管道產品結構不同,超高分子量聚乙烯管又分為3 類:超高分子量聚乙烯管、超高分子量聚乙烯鋼塑復合管、超高分子量聚乙烯鋼骨架復合管,都具有優異的特性。
二、鋼管
        鋼管是一種常用的管道,強度高,接口方便,承受內壓力大,但耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、自潤滑和吸收沖擊性能差,對管道的防腐要求比較高 。
高密度聚乙烯管(HDPE)
        高密度聚乙烯管在尾礦輸送中具有以下特點 :
(1)耐腐蝕性強。耐磨損性比普通鋼管強,大約是普通鋼材耐磨性的4 倍。
(2)不結垢,摩擦阻力小,輸送能耗低。
(3)管道重量輕,僅為普通鋼管重量的1 /5 左右,管道可隨意切割焊接,拆卸、安裝和檢修很方便。
(4)承受水壓較低,不大于1.6 MPa。
(5)抗外力撞擊性能一般,管道發生局部堵管時,不可用金屬器械重力敲擊管道。
三、陶瓷復合管
        陶瓷復合管是以三氧化二鋁為主要原料,以稀有金屬氧化物為熔劑,采用自蔓燃高溫離合合成法制造而成,從內到外分別由剛玉陶瓷、過渡層、鋼3 層組成,過渡層將陶瓷層與鋼管牢固結合,具有耐磨、耐熱、耐蝕及抗機械沖擊與熱沖擊、可焊性好等綜合性能,是尾礦輸送、選煤等領域重點推薦的耐磨、耐蝕管道之一。但由于工藝限制,存在以下局限  :
(1)反應時間短,低溫相氧化鋁與鐵水分離不徹底,造成陶瓷層不致密,顆粒松散,微觀裂紋多,質脆,容易局部脫落失效,而且脫落后無法彌補,致陶瓷層厚度不均勻,管道質量不穩定。
(2)該技術下的陶瓷管復合管只能做成直管,不適合做彎頭或大小頭,妨礙物料輸送。
(3)陶瓷復合管單管長度短,通常不超過3 m。主要原因是隨著復合管加長,陶瓷層厚度在長度方向不均勻性明顯增加,復合管整體質量變差。
四、鋼絲網骨架聚乙烯復合管
        鋼絲網骨架聚乙烯復合管是以高強度鋼絲左右螺旋纏繞成型的網狀骨架為增強體,以高密度聚乙烯為基體,并用高性能的粘結樹脂層將鋼絲網骨架與內外層高密度聚乙烯緊密地連接在一起的復合管材.由于鋼絲的強度(1 800 MPa 以上)遠高于聚乙烯(30 MPa 以內),通過鋼絲網狀增強層的作用,在同等外徑的條件下,鋼絲網骨架聚乙烯復合管較普通聚乙烯實壁管承受更高的管內壓力,高可承受7 MPa 公稱壓力,遠高于聚乙烯管的公稱壓力16 MPa。如在鋼絲網骨架聚乙烯復合管內層再增加高耐磨PE 改性材料層,就構成一種新型的耐磨復合管道,即鋼絲網骨架聚乙烯耐磨復合管,既能承受管內較大的壓力,又不怕管內介質的磨損和腐蝕,管材質量和使用可靠性大大提高。

超高分子量聚乙烯管作為一種高耐磨、耐沖擊、耐腐蝕、耐低溫、自潤滑的新型塑料耐磨管道,在固體顆粒、粉末的耐磨耗氣力輸送,漿體(固液混合物)的耐磨蝕水力輸送以及各種腐蝕性流體、氣體的輸送方面,具有獨一無二的優越性,是固體、液體、氣體三態物質均可輸送的高性能工程塑料管材,尾礦輸送過程中對管道的磨損相當大,所以尾礦管材質目前耐磨性能及性價比高的就是超高分子量聚乙烯管。尾礦輸送用耐磨管道的選擇(圖1)

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